Des études ont montré que les ailes des libellules et des cigales empêchent la croissance bactérienne en raison de leur structure naturelle. La surface de leurs ailes est recouverte de nanopiliers, ce qui les fait ressembler à un lit de clous. Lorsque des bactéries entrent en contact avec ces surfaces, leurs membranes cellulaires se déchirent immédiatement et ils sont tués. Cela a inspiré les chercheurs de l'Institut de bio-ingénierie et de nanotechnologie (IBN) d'A*STAR à inventer un nano-revêtement antibactérien pour désinfecter les surfaces fréquemment touchées telles que les poignées de porte, tables et boutons de levage. Cette technologie s'avérera particulièrement utile pour créer des surfaces sans bactéries dans des endroits comme les hôpitaux et les cliniques, où la stérilisation est importante pour aider à contrôler la propagation des infections. Leur nouvelle recherche a récemment été publiée dans la revue Petit .

80 pour cent des infections courantes se transmettent par les mains, selon la Colombie-Britannique Centre de contrôle des maladies. La désinfection des surfaces fréquemment touchées aide à réduire la propagation des germes nocifs par nos mains, mais nécessiterait une désinfection manuelle et répétée car les germes se développent rapidement. Les désinfectants actuels peuvent également contenir des produits chimiques comme le triclosan qui ne sont pas reconnus comme sûrs et efficaces 2, et peut conduire à une résistance bactérienne et à une contamination de l'environnement s'il est utilisé à grande échelle.

« Il existe un besoin urgent d'un meilleur moyen de désinfecter les surfaces sans provoquer de résistance bactérienne ou de nuire à l'environnement. Cela nous aidera à prévenir la transmission de maladies infectieuses par contact avec les surfaces, " a déclaré le directeur exécutif de l'IBN, le professeur Jackie Y. Ying.

Pour s'attaquer à ce problème, une équipe de chercheurs dirigée par le chef du groupe IBN, le Dr Yugen Zhang, a créé un nouveau nano-revêtement capable de tuer spontanément les bactéries au contact. Inspiré des études sur les libellules et les cigales, les scientifiques de l'IBN ont cultivé des nanopiliers d'oxyde de zinc, un composé connu pour ses propriétés antibactériennes et non toxiques. Les nanopiliers d'oxyde de zinc peuvent tuer un large éventail de germes comme E. coli et S. aureus qui sont couramment transmis par contact avec la surface.

Essais sur céramique, un verre, les surfaces en titane et en zinc ont montré que le revêtement tuait efficacement jusqu'à 99,9 pour cent des germes trouvés sur les surfaces. Comme les bactéries sont tuées mécaniquement plutôt que chimiquement, l'utilisation du nano-revêtement ne contribuerait pas à la pollution de l'environnement. Aussi, les bactéries ne pourront pas développer de résistance car elles sont complètement détruites lorsque leurs parois cellulaires sont percées par les nanopiliers au contact.

D'autres études ont révélé que le nano-revêtement a démontré le meilleur pouvoir de destruction des bactéries lorsqu'il est appliqué sur des surfaces en zinc, par rapport aux autres surfaces. En effet, les nanopiliers d'oxyde de zinc ont catalysé la libération de superoxydes (ou espèces réactives de l'oxygène), qui pourraient même tuer les bactéries flottantes à proximité qui n'étaient pas en contact direct avec la surface. Ce pouvoir de destruction des super bactéries grâce à la combinaison de nanopiliers et de zinc élargit le champ d'applications du revêtement au-delà des surfaces dures.

Ensuite, les chercheurs ont étudié l'effet de placer un morceau de zinc qui avait été recouvert de nanopiliers d'oxyde de zinc dans de l'eau contenant E. coli. Toutes les bactéries ont été tuées, suggérant que ce matériau pourrait potentiellement être utilisé pour la purification de l'eau.

Le Dr Zhang a dit :"Notre nano-revêtement est conçu pour désinfecter les surfaces d'une manière nouvelle mais pratique. Cette étude a démontré que notre revêtement peut tuer efficacement les germes sur différents types de surfaces, et aussi dans l'eau. Nous avons également été en mesure d'obtenir un pouvoir de destruction des super bactéries lorsque le revêtement a été utilisé sur des surfaces en zinc en raison de son double mécanisme d'action. Nous espérons utiliser cette technologie pour créer des surfaces sans bactéries dans un manière peu coûteuse et efficace, surtout dans les endroits où les germes ont tendance à s'accumuler."

IBN a récemment reçu une subvention de la National Research Foundation, Cabinet du Premier ministre, Singapour, dans le cadre de son programme de recherche concurrentielle pour développer davantage cette technologie de revêtement en collaboration avec l'hôpital Tan Tock Seng pour une application commerciale au cours des 5 prochaines années.